Optique Ref : 202 002 Français – p 1 Version : 9007 Appareil étude réflexion réfraction Optique Appareil étude réflexion réfraction Ref : 202 002 1 Objectifs de l’appareillage Le dispositif permet l’étude des phénomènes de réflexion et de réfraction : - loi de Snell-Descartes : n1.sin(i1) = n2.sin(i2) ; - loi de Kepler : sin(i) i si i très petit ; - angle de réfraction limite ; - mesure de l’angle d’un prisme ; - minimum de déviation ; - réflexion par un miroir plan ; 2 Composition et matériel complémentaire Le dispositif comprend : - un disque à bord relevé en altuglas blanc et sa lanterne équipée d'une lampe à filament rectiligne 6 V 18 W, - un socle en T, 1 - une cuve hémicylindrique en PETG , - un demi-cylindre en altuglas poli, - un prisme en altuglas de forme de demi-triangle équilatéral (angles 30° - 60° - 90°), - un miroir plan en aluminium poli monté sur semelle acier. 1 FRANCAIS PETG : Polyéthylène Terephthalate Glycol 1 Optique Appareil étude réflexion réfraction Ref : 202 002 Matériel complémentaire (non fourni) : - Alimentation 6-12 V / 5 A - Tige carrée aluminium 700 mm - Noix de serrage Polynux - Pied support Modumontage - Ampoule de rechange Réf. 281 083 Réf. 703 459 Réf. 703 452 Réf. 703 453 Réf. 203 004 REMARQUES PRELIMINAIRES A L’UTILISATION 1. IMPORTANT : l’appareil fonctionne sous une tension de 6 V et de préférence en alternatif. 2. Pour les travaux pratiques, l’appareil sera utilisé en position horizontale, monté sur son socle en T. 3. Pour le cours, le socle est enlevé et l’appareil est utilisé verticalement, la douille axiale étant serrée dans une noix classique montée sur un support à tige quelconque. 4. Avant toute utilisation, vérifier les points suivants : a. Fonctionnement de la lampe : si elle ne s’allume pas, vérifier le contact et le filament. b. La finesse du pinceau lumineux ne doit pas dépasser 1° en largeur sur l'échelle. Dans le cas contraire, vérifier le bon positionnement du boitier et enfin de la lampe. Tourner au besoin, la lampe sur elle-même pour centrer le filament. c. La direction du pinceau lumineux doit passer par le centre du plateau et le zéro des échelles. 3 Expériences réalisables 3.1 Réflexion sur un miroir plan Placer le miroir au centre du plateau de telle façon que la face réfléchissante corresponde au diamètre – 90° + 90°. Le faisceau lumineux étant bien centré, on fera varier l'angle d'incidence sur le miroir en faisant tourner le plateau. Pour chaque position mesurer i et r. 3.2 Réfraction : loi de Snell-Descartes, loi de Kepler ; détermination de l’indice du milieu Avec le demi-cylindre en altuglas (n = 1,5) : Le faisceau étant parfaitement centré, disposer le demi-cylindre au centre du plateau de telle façon que le faisceau arrive normalement sur la face plane ; les spots des rayons directs et réfractés sont alors dans le prolongement l'un de l'autre (i = 0). Tourner le plateau pour faire varier i de 2° en 2° jusqu'à 16°, puis de 5° en 5° jusqu'à 80°. Noter i et r. En déduire sin i et sin r. FRANCAIS 2 Optique Appareil étude réflexion réfraction Ref : 202 002 Vérifier le principe de la réversibilité des parcours lumineux. Vérifier le phénomène de réflexion totale. Déterminer l'angle limite expérimental. Avec la cuve hémicylindrique : Remplir d'eau la cuve jusqu'à mi-hauteur environ, la disposer en prenant les mêmes précautions qu'avec le demi-cylindre. Opérer comme en (a) (on rappelle que dans le cas de l’eau, n 1,33). 3.3 Prisme 3.3.1 Détermination de l’angle A du prisme Placer le prisme de telle façon que le sommet de l'angle à déterminer dépasse légèrement le centre du disque (lorsque l'appareil est utilisé verticalement, il faut que la semelle du prisme recouvre tout le diamètre de l'aimant pour que l'adhérence soit suffisante). L'hypoténuse du prisme est confondue avec le diamètre de l'évidement : le rayon incident étant normal à cette face, le rayon réfléchi est confondu avec lui et tous deux passent par le zéro situé derrière la lanterne. Tourner le plateau de 180° et repérer la position du rayon réfléchi : sa déviation correspond à 2A, A étant l'angle du prisme considéré (l'opération revient en effet à faire tourner le miroir d'un angle A). 3.3.2 Variation de l’angle de déviation D avec l’angle d’incidence i Placer le prisme dont l'angle est connu comme il est dit en (a). La déviation correspond à l'angle que fait le rayon direct passant par dessus le prisme avec le rayon réfracté ; sa valeur est obtenue en faisant la différence des valeurs des 2 angles avec la normale. On détermine ainsi expérimentalement l'incidence donnant le minimum de déviation. Cette expérience peut servir à calculer l'indice de réfraction de l’altuglas. 4 Service après vente La garantie est de 2 ans, le matériel doit être retourné dans nos ateliers. Pour toutes réparations, réglages ou pièces détachées, veuillez contacter : JEULIN - SUPPORT TECHNIQUE Rue Jacques Monod BP 1900 27 019 EVREUX CEDEX FRANCE 0 825 563 563 * * 0,15 € TTC/ min à partir d'un poste fixe FRANCAIS 3